CN104952760A - 一种进气装置及半导体加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种进气装置及半导体加工设备，其包括设置在反应腔室顶部的喷嘴，喷嘴内设置有中央进气通道和边缘进气通道，在中央进气通道的下端设置有第一通道，用于朝向反应腔室的中心区域喷射工艺气体；在边缘进气通道的下端设置有沿其周向间隔设置的多个第二通道，用于朝向反应腔室的边缘区域喷射工艺气体；每个第二通道自边缘进气通道由上至下，且沿边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜地延伸至喷嘴的外壁上。进气装置可以使多个第二通道喷射出的工艺气体沿喷嘴的轴心在反应腔室的边缘区域作螺旋向下运动，并在该螺旋运动过程中，使工艺气体在反应腔室的边缘区域具有较好的分布均匀性，进而提高工艺的均匀性。

Description

一种进气装置及半导体加工设备
技术领域
本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种进气装置及半导体加工设备。
背景技术
半导体加工设备一般借助等离子体装置在其反应腔室内产生等离子体，使等离子体中的离子、电子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子与衬底相互作用，在衬底表面发生各种物理和化学反应，使衬底表面的性能发生变化。
图1为现有的刻蚀设备的结构示意图。如图1所示，刻蚀设备包括反应腔室1、静电卡盘2、喷嘴3、线圈4、射频电源5、偏压电源6和抽真空装置。其中，反应腔室1包括腔体和设于腔体上方的介质窗，静电卡盘2设于反应腔室1内部，用于承载被加工工件。在工艺过程中，喷嘴3向反应腔室1内喷射工艺气体；射频电源5向线圈4加载射频功率，将反应腔室1内的工艺气体电离为等离子体；偏压电源6向静电卡盘2加载偏压，使等离子体被吸引至置于静电卡盘2上的被加工工件上，并与被加工工件发生物理或化学反应。反应腔室1的底部边缘区域设有一个抽气口7，该抽气口7位于静电卡盘2的一侧，抽真空装置通过该抽气口7在上述过程中将未被电离的工艺气体及反应生成的副产物抽出反应腔室1。
图2为图1所示刻蚀设备中喷嘴的示意图。图3为图2所示喷嘴的A-A截面示意图。如图2及图3所示，喷嘴3内设有中央进气道31和环绕所述中央进气道31的环形进气道32。其中，在中央进气道31的下端设有第一通道，用于向反应腔室1的中心区域喷射工艺气体；在环形进气道32的下端设有多个第二通道，且多个第二通道沿环形进气道32的周向均匀设置，并且每个第二通道的一端与环形进气道32的下端连接；每个第二通道的另一端向外并向下倾斜延伸，即，多个第二通道34朝向反应腔室1的边缘区域呈放射状分布，这可以增加喷向反应腔室1的边缘区域的气体流量，从而可以补偿反应腔室1中心区域和边缘区域之间的气体流量差异。
在实际应用中，上述刻蚀设备的喷嘴3不可避免地存在下述问题，即：由于抽气口7设置于反应腔室1的底部边缘区域，且位于静电卡盘2的一侧，这使得在通过该抽气口7从反应腔室1内抽取未电离的工艺气体时，靠近抽气口7附近的区域的抽气速度高于远离抽气口7的区域的抽气速度，从而造成反应腔室1内的气流分布不均匀，进而对工艺的均匀性带来不良影响。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种进气装置及半导体加工设备，其通过改善现有进气装置的喷嘴结构，使出气气流沿喷嘴轴心做螺旋向下运动，以削弱排气装置在排气过程中由于抽速不均匀引起的衬底（Wafer）表面气体不均匀问题，使反应腔室内的工艺气体具有较好的分布均匀性。
为实现本发明的目的而提供一种进气装置，包括设置在反应腔室顶部的喷嘴，所述喷嘴内设置有中央进气通道和环绕所述中央进气通道设置的边缘进气通道，其中，在所述中央进气通道的下端设置有第一通道，用于朝向所述反应腔室的中心区域喷射工艺气体；在所述边缘进气通道的下端设置有沿其周向间隔设置的多个第二通道，用于朝向所述反应腔室的边缘区域喷射工艺气体；每个所述第二通道自边缘进气通道由上至下，且沿边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜地延伸至喷嘴的外壁上。
其中，各个所述第二通道沿所述边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜的角度相同。
其中，各个所述第二通道的由上至下倾斜的角度相同。
其中，所述第二通道的进气截面的形状为圆形或矩形。
其中，所述多个第二通道沿所述边缘进气通道的周向均匀设置。
其中，所述第二通道的中心线为直线。
其中，所述第二通道的中心线为弧线。
其中，每个所述第二通道自所述边缘进气通道延伸至所述喷嘴的下端的外周壁上，且每个所述第二通道与所述喷嘴的外周壁相切。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室包括进气装置，所述进气装置采用本发明提供的上述进气装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的进气装置，其边缘进气通道下端的多个第二通道中，每个第二通道自边缘进气通道由上至下，且沿边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜地延伸至喷嘴的外壁上，使边缘进气通道内的工艺气体经每个第二通道喷出时沿边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜地喷射向反应腔室的边缘区域，从而在从反应腔室内抽取未电离的工艺气体时，从多个第二通道喷射出的工艺气体会沿喷嘴的轴心在反应腔室的边缘区域作螺旋向下运动，避免了垂直进气模式下，不同气道出气气流受到的抽力不同，从而削弱抽速不均匀引起的衬底（Wafer）表面气体不均匀问题，使得工艺气体在反应腔室的边缘区域会具有较好的的分布均匀性，进而可以提高工艺的均匀性。
本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明提供的进气装置，可以在从反应腔室内抽取未电离的工艺气体时，使从多个第二通道喷射出的工艺气体沿喷嘴的轴心在反应腔室的边缘区域作螺旋向下运动，从而在工艺气体的螺旋运动过程中，使工艺气体在反应腔室的边缘区域具有较好的的分布均匀性，进而可以提高工艺的均匀性。
附图说明
图1为现有的刻蚀设备的结构示意图；
图2为图1所示刻蚀设备中喷嘴的示意图；
图3为图2所示喷嘴的A-A截面示意图；
图4为本发明实施例提供的进气装置的结构示意图；
图5为图4所示进气装置的喷嘴沿竖直方向的的半剖视图；
图6为图5所示喷嘴的沿竖直方向的剖视图；
图7为图6中区域F的放大图；以及
图8为图5所示喷嘴的沿A-A的剖视图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的进气装置及半导体加工设备进行详细描述。
图4为本发明实施例提供的进气装置的结构示意图。图5为图4所示进气装置的喷嘴的沿竖直方向的半剖视图。图6为图5所示喷嘴的沿竖直方向的剖视图。图7为图6中区域F的放大图。图8为图5所示喷嘴的沿A-A的剖视图。请一并参看图4-图8，进气装置10包括进气管路11和喷嘴12，其中，喷嘴12设置在反应腔室的顶部100上，其内部设有中央进气通道120和环绕该中央进气通道120设置的边缘进气通道121；中央进气通道120和边缘进气通道121的上端与进气管路11连通，中央进气通道120的下端设置有第一通道122，用于朝向反应腔室的中心区域喷射工艺气体；边缘进气通道121的下端设置有沿其周向间隔设置的多个第二通道123，用于朝向反应腔室的边缘区域喷射工艺气体。具体地，每个第二通道123自边缘进气通道121由上至下，且沿边缘进气通道121的周向顺时针或逆时针倾斜地延伸至喷嘴12的外壁上，从而与反应腔室连通，并使从多个第二通道123喷出的工艺气体沿喷嘴12轴心在反应腔室内的边缘区域作螺旋向下运动。
在本实施例中，如图5-图7所示，由于每个第二通道123沿靠近反应腔室侧壁的方向由上至下地倾斜；以及，如图8所示，所有的第二通道123沿边缘进气通道121的周向逆时针倾斜，在工艺过程中，边缘进气通道121内的工艺气体经每个第二通道123喷出时沿边缘进气通道121的周向逆时针倾斜地喷射向反应腔室的边缘区域，从而，在从反应腔室内抽取未电离的工艺气体时，在真空泵等抽真空装置的作用下，从多个第二通道123喷射出的工艺气体会沿喷嘴12的轴心在反应腔室内的边缘区域作螺旋向下运动，容易理解，在工艺气体的螺旋运动过程中，工艺气体在反应腔室内的边缘区域会具有较好的分布均匀性，进而可以使工艺具有较好的均匀性。
在本实施例中，就每个第二通道123而言，如图8所示，其沿边缘进气通道121的周向顺时针或逆时针倾斜的角度螺旋角度E影响工艺气体的旋转速度；如图5-图7所示，其沿竖直方向向下倾斜的角度B影响工艺气体在反应腔室内的扩散速度；而第二通道123的进气截面影响工艺气体从第二通道123向反应腔室内喷射的速度。
本实施例提供的进气装置，其边缘进气通道121下端的多个第二通道123中，每个第二通道123自边缘进气通道121由上至下，且沿边缘进气通道121的周向顺时针或逆时针倾斜地延伸至喷嘴12的外壁上，使边缘进气通道121内的工艺气体经每个第二通道123喷出时沿边缘进气通道121的周向顺时针或逆时针倾斜地喷射向反应腔室的边缘区域，从而在从反应腔室内抽取未电离的工艺气体时，从多个第二通道123喷射出的工艺气体会沿喷嘴12的轴心在反应腔室内的边缘区域螺旋向下运动，避免了垂直进气模式下，不同气道出气气流受到的抽力不同，从而削弱抽速不均匀引起的衬底（Wafer）表面气体不均匀问题，使得工艺气体在反应腔室的边缘区域会具有较好的的分布均匀性，进而可以提高工艺的均匀性。
在本实施例中，根据工艺过程对进气速度的要求，设置每个第二通道123的截面形状及其大小。具体地，每个第二通道123的进气截面可以为矩形、圆形或其他形状。
在本实施例中，各个第二通道123沿边缘进气通道121的周向顺时针或逆时针倾斜的角度相同，以及各个第二通道123由上至下倾斜的角度相同；在此情况下，多个第二通道123具有相同的规格，从而可以使从多个第二通道123喷射出的工艺气体以边缘进气通道121为中心呈旋转对称，这样有利于提高工艺气体在反应腔室的边缘区域的分布均匀性。
优选地，在本实施例中，多个第二通道123沿喷嘴12的周向均匀设置，这样设置可以工艺过程中的任意时间节点上，提高工艺气体在反应腔室的边缘区域的分布均匀性，从而可以在工艺气体动态旋转的基础上，进一步提高工艺气体在反应腔室的边缘区域的分布均匀性。
具体地，在本实施例中，第二通道123的中心线为直线或弧线。优选地，在第二通道123的中心线为弧线时，每个第二通道123自边缘进气通道121延伸至喷嘴12的下端的外周壁上，且每个第二通道123与喷嘴12的外周壁相切。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，该反应腔室包括进气装置，且该进气装置采用本发明上述实施例提供的进气装置。
本发明实施例提供的半导体加工设备，其采用本发明上述实施例提供的进气装置，可以在从反应腔室内抽取未电离的工艺气体时，使从多个第二通道喷射出的工艺气体沿喷嘴的轴心在反应腔室的边缘区域作螺旋向下运动，从而在工艺气体的螺旋运动过程中，使工艺气体在反应腔室的边缘区域具有较好的的分布均匀性，进而可以提高工艺的均匀性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种进气装置，包括设置在反应腔室顶部的喷嘴，所述喷嘴内设置有中央进气通道和环绕所述中央进气通道设置的边缘进气通道，其中，在所述中央进气通道的下端设置有第一通道，用于朝向所述反应腔室的中心区域喷射工艺气体；在所述边缘进气通道的下端设置有沿其周向间隔设置的多个第二通道，用于朝向所述反应腔室的边缘区域喷射工艺气体；其特征在于，每个所述第二通道自边缘进气通道由上至下，且沿边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜地延伸至喷嘴的外壁上。
2.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，各个所述第二通道沿所述边缘进气通道的周向顺时针或逆时针倾斜的角度相同。
3.根据权利要求2所述的进气装置，其特征在于，各个所述第二通道的由上至下倾斜的角度相同。
4.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述第二通道的进气截面的形状为圆形或矩形。
5.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述多个第二通道沿所述边缘进气通道的周向均匀设置。
6.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述第二通道的中心线为直线。
7.根据权利要求1所述的进气装置，其特征在于，所述第二通道的中心线为弧线。
8.根据权利要求7所述的进气装置，其特征在于，每个所述第二通道自所述边缘进气通道延伸至所述喷嘴的下端的外周壁上，且每个所述第二通道与所述喷嘴的外周壁相切。
9.一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室包括进气装置，其特征在于，所述进气装置采用权利要求1-8任意一项所述的进气装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105603515A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 陈鸽 一种用于多晶铸锭炉的导流装置
CN105671633A (zh) * 2016-02-03 2016-06-15 陈鸽 一种改变载气流向的引流装置
CN106711004A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 进气机构和等离子刻蚀机
CN112090602A (zh) * 2020-09-24 2020-12-18 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备及其进气结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040206305A1 (en) * 2003-04-16 2004-10-21 Applied Materials, Inc. Gas distribution plate assembly for large area plasma enhanced chemical vapor deposition
CN101179022A (zh) * 2006-11-10 2008-05-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 气体注射装置
CN101465276A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种进气装置及应用该进气装置的半导体处理设备
CN101623680A (zh) * 2008-07-09 2010-01-13 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种进气装置及应用该进气装置的半导体处理设备
US20110088847A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 Law Kam S Showerhead assembly for plasma processing chamber

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040206305A1 (en) * 2003-04-16 2004-10-21 Applied Materials, Inc. Gas distribution plate assembly for large area plasma enhanced chemical vapor deposition
CN101179022A (zh) * 2006-11-10 2008-05-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 气体注射装置
CN101465276A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种进气装置及应用该进气装置的半导体处理设备
CN101623680A (zh) * 2008-07-09 2010-01-13 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种进气装置及应用该进气装置的半导体处理设备
US20110088847A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 Law Kam S Showerhead assembly for plasma processing chamber

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106711004A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 进气机构和等离子刻蚀机
CN106711004B (zh) * 2015-11-13 2018-08-24 北京北方华创微电子装备有限公司 进气机构和等离子刻蚀机
CN105603515A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 陈鸽 一种用于多晶铸锭炉的导流装置
CN105671633A (zh) * 2016-02-03 2016-06-15 陈鸽 一种改变载气流向的引流装置
CN105603515B (zh) * 2016-02-03 2017-12-08 京山新瑞达通用机器有限公司 一种用于多晶铸锭炉的导流装置
CN112090602A (zh) * 2020-09-24 2020-12-18 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备及其进气结构
CN112090602B (zh) * 2020-09-24 2021-11-16 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备及其进气结构

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